Sistemas para automação de gerência
utilizando Inteligência Artificial

Cristina Melchiors

As atividades que envolvem tomar decisões em um ambiente, incluindo o gerenciamento de redes, consistem em obter informações sobre o situação, analisá-las e tomar decisões baseadas nestas informações. No gerenciamento, existem diversas atividades que envolvem tomar decisões, tais como:

Estas atividades podem ser executadas de modo automático, representando o conhecimento e a experiência de um bom especialista em um sistema. Assim, a automação das atividades envolve a construção de sistemas que imitem as atividades onde os especialistas tomam decisões. Tipicamente, os sistemas de raciocínio automático para gerenciamento de redes são desenvolvidos utilizando técnicas de inteligência artificial, criando os sistemas especialistas, também chamados sistemas de conhecimento.

Estes sistemas podem ser utilizados para diversas tarefas, tais como:

Existem diversos exemplos de sistemas especialistas aplicados para a área de gerenciamento de redes de computadores e telecomunicações. Apresentamos a seguir alguns exemplos destes sistemas. Exemplos adicionais podem ser encontrados em [CRO 88][ERI 89][KRI 91][SET 95][LAZ 97][HON 00].

1. Sistema NETTRAC

O sistema NETTRAC é aplicado para o gerenciamento do fluxo de tráfego em uma rede telefônica pública comutada. O controle de tráfego nestas redes é realizado pela alocação de um conjunto variável de recursos da rede, de modo a satisfazer as demandas de uma amostra flutuante de chamadas telefônicas. Esse controle é exercido usualmente por um grupo de gerentes de tráfego experientes, localizado em um ponto central, que são responsáveis pelas modificações no processamento das chamadas telefônicas para melhor atender às necessidades.

O sistema NETTRAC utilizada o paradigma de raciocínio baseado em casos (Case-Based Reasoning, CBR). As informações da rede são interpretadas e formam a representação do problema, que é usada para a comparação com os casos armazenados. Os casos mais relevantes ao problema corrente são recuperados e o caso com mais potencial de ser útil para a situação é selecionado. A experiência armazenada neste caso é então aplicada para a situação corrente, sendo alterada quando necessário. Se o tratamento proposto no caso é aceito pelo módulo criticador do sistema e pelo usuário, ele é implementado pelo módulo interface de rede do sistema na forma de controles nos processamento das chamadas nos switches da rede telefônica. Este sistema foi desenvolvido pelo GTE Laboratories.

Informações sobre este sistema podem ser obtidas em:

2. Sistema ExSim

O ExSim foi desenvolvido para auxiliar no processo de roteamento. Esse sistema utiliza um programa de simulação que simula uma rede WAN sendo gerenciada, composta de gateways que trocam mensagens utilizando técnicas de roteamento. Em virtude dessa estratégia de roteamento simples, uma sobrecarga local pode ocorrer se as informações de roteamento não forem trocadas de modo adequado pelo gerenciamento, diminuindo a performance da rede. Assim, a tarefa do módulo de raciocínio é detectar os gargalos e mau funcionamento, através da classificação dos estados da rede e comparação desses estados com os problemas ocorridos anteriormente, armazenados na base como casos. Este sistema utilizada o paradigma de raciocínio baseado em casos.

Informações sobre este sistema podem ser obtidas em:

3. Sistema DUMBO

O sistema DUMBO consiste num sistema de raciocínio baseado em casos que foi desenvolvido a partir da arquitetura e tecnologia de sistemas de registro de problemas tradicionais. Este sistema é estruturado de modo a manter as funções de registro de problemas tradicionais, inserindo os procedimentos de raciocínio na etapa de criação de um registro, de encerramento de um registro e na criação de notas. A estrutura do processo de raciocínio pode ser visto na figura a seguir.

No momento de criação de um registro, o módulo avaliador do problema - definição do contexto é ativado e é o responsável pela obtenção das informações referentes à descrição do problema. O tipo de problema informado e outras características como a localização do problema são utilizadas para identificar as informações adicionais que devem ser obtidas. O módulo efetua ainda o tratamento sobre o tipo de problema, identificando os demais tipos de problemas relacionados que devem ser consultados.

O registro de problema/caso é então conduzido ao módulo recuperador inicial, que recupera na biblioteca os casos cujo tipo de problema corresponda a algum daqueles tipos selecionados para busca. Os casos recuperados são classificados pelo módulo seletor segundo as suas características, e os melhores casos são selecionados e apresentados ao usuário.

O usuário pode aceitar diretamente estes casos ou solicitar um processo de refino da recuperação. Para isso, informa todas ou algumas das informações solicitadas (características específicas), e o processo de recuperação é reiniciado utilizando agora também estas informações.

Situações onde o sistema não foi capaz de propor casos similares são aprendidas pelo sistema no momento de encerramento do registro, a fim de que o conhecimento adquirido pelo grupo na experiência possa ser utilizado novamente. Nas demais situações, o caso é armazenado apenas com fins de gerenciamento.

Os casos do sistema são formados por duas partes principais: a parte descrição, formada pelas informações apresentadas no momento de criação de um registro, pelas características específicas do caso e pelas notas acrescentadas ao registro ao longo do problema; e a parte solução, formada pelas informações com propósitos apenas de gerenciamento e pelas informações referentes à solução do problema. A figura abaixo esquematiza um caso.

Além dos casos, a base de conhecimento do sistema DUMBO inclui também um modelo de conhecimento geral do domínio com elementos para serem utilizados nos processos de raciocínio. O conhecimento do domínio presente no sistema inclui relação histórica entre os tipos de problemas, relação entre algumas características com os tipos de problemas prováveis, similaridade entre os valores das características, relações entre algumas características e a conseqüente relevância destas e de outras numa situação.

Informações adicionais sobre o sistema DUMBO podem ser obtidas em:

4. Sistema CRITTER

O sistema CRITTER é baseado na adição de um componente de resolução de problemas que utiliza o paradigma de raciocínio baseado em casos sobre um sistema de registro de problemas simples. Este sistema está integrado à plataforma de gerenciamento SPECTRUM.

O sistema CRITTER está envolvido em uma arquitetura conforme apresentado na figura abaixo [LEW 93]. O sistema SPECTRUM provê as funções de gerenciamento de configuração e detecção de falhas, enquanto que o AR System provê as funções de gerenciamento de falhas. O sistema CRITTER é resultado da adição do componente de resolução de falhas CBR para o sistema de gerenciamento de falhas (AR System).

O processo inicial envolvido no sistema CRITTER obtém informações sobre o problema corrente na forma de um registro de problema. Essas informações podem ser obtidas de modo manual por um usuário ou automaticamente por uma aplicação que una o sistema CRITTER ao SPECTRUM. A recuperação é realizada de modo transparente ao usuário, fazendo uso dos determinadores para recuperar o conjunto de registros armazenados que são similares ao problema corrente. O conjunto inicial das regras de determinação do sistema podem ser fornecidos por especialistas do domínio ou serem extraídos de um documento de diagnóstico. Estas regras não são, porém, perfeitas, sendo melhoradas com o uso do sistema.

Uma vez que os registros similares foram recuperados, o registro com maior similaridade é selecionado. Se este registro possui um casamento total com todos os campos relevantes, então a resolução é mantida igual. Caso contrário, o módulo aplica a técnica de adaptação parametrizada ou a adaptação por abstração, comentadas anteriormente. As soluções potenciais encontradas pelo sistema são apresentadas ao usuário, e o usuário pode inspecionar e manualmente adaptar as soluções. Por fim, o registro é armazenado na base de casos. Além disso, esse módulo pode enviar instruções ao sistema SPECTRUM, tornando o gerenciamento um ciclo fechado e fazendo o gerenciamento de falhas de modo completamente automatizado.

Informações adicionais sobre este sistema podem ser obtidas em:

5. Sistema MAD

O sistema MAD (Módulo de Automação de Diagnóstico) faz parte do projeto CINEMA (Cooperative Integrated Network Management) [TAR 96]. O projeto CINEMA contém Sistema de Registro de Problemas (sistema de trouble ticket) e um Sistema de Alertas. O Sistema de Alertas é o responsável pela monitoração contínua da rede e comparação dos valores coletados com limiares estabelecidos previamente pelos usuários ou calculados automaticamente pelo sistema. Quando um dos limiares é atingido, eventos são gerados pelo Sistema de Alertas.

O sistema MAD é um sistema especialista baseado em regras que atua como um integrador do Sistema de Registro de Problemas e do Sistema de Alertas do CINEMA. Sua função é processar os eventos recebidos do Sistema de Alertas e transformá-los em alertas quando eles forem considerados críticos, gerando um registro de problema para cada alerta. Isto é feito aplicando os eventos em uma base de regras do sistema, onde é feita a verificação se um alerta deve ser gerado para o administrador da rede.

Informações adicionais sobre este sistema podem ser obtidas em:

Referências Bibliográficas